JP4556118B2 - 画像形成装置、光量補正用テストチャートの出力方法及び光書き込みヘッドの光量補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真式の画像形成装置に係り、特に、光書き込みヘッドを備える画像形成装置と、当該画像形成装置を用いた光量補正用テストチャートの出力方法、及び光書き込みヘッドの光量補正装置に関する。

光書き込みヘッドを備える複写機、プリンタ等の画像形成装置では、帯電器によって一様に帯電された感光体ドラムの表面に光書き込みヘッドで選択的に光を照射して静電潜像を形成している。光書き込みヘッドは、画像書き込み時の主走査方向に多数の発光素子を一定間隔で直線状に並べて構成されるものである。この光書き込みヘッドの各発光素子の光量は、ヘッド製造上の理由で多少のバラツキをもつ。こうした光量のバラツキは、出力画像の濃度のバラツキ（濃度ムラ）となって現れるため、適切に補正する必要がある。

一般に、光書き込みヘッドの光量補正は、実際に光書き込みヘッドを駆動して用紙等の記録媒体に濃度パターン画像を形成し、この濃度パターン画像の濃度のバラツキに基づいて発光素子の光量を調整することにより行っている。こうした光書き込みヘッドの光量補正に際しては、濃度パターン画像の濃度を測定するときに、濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子の発光位置とを正確に対応付ける必要がある。

そこで、下記特許文献１には、光書き込みヘッドを用いて記録媒体に形成された濃度パターン画像の記録画素数と、この濃度パターン画像を読み取るときの読取画素数との比率に基づいて、濃度パターン画像を読み取るときの読取条件を変更して再度濃度パターン画像を読み取ることにより、濃度パターン画像の記録画素数と読取画素数をほぼ一致させて発光素子の位置を特定する技術が記載されている。

ただし、この特許文献１に記載の技術では、（１）濃度パターン画像の再読み取りのために処理時間が長くなる、（２）記録媒体に形成された濃度パターン画像を読み取る際に、濃度パターン画像の記録方向と読取方向を一致させるために、その都度、濃度パターン画像の記録方向を確認して記録媒体を適正な向きでセットする必要がある、（３）画像書き込み時の主走査方向で何らかの理由（例えば、記録媒体のスキューや歪みなど）により濃度パターン画像の記録位置に局所的な変動が生じた場合に、発光素子の位置を正確に特定できなくなる、などの不具合があった。

そこで、下記特許文献２には、少なくとも隣接する発光素子が点灯しないように間引き点灯させてマーカー画像を形成するとともに、このマーカー画像に並べて光量検出画像を形成し、マーカー画像を用いて発光素子の位置を特定する技術が記載されている。

特開平１１−２４０２０２号公報 特開平１０−３３７９０６号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の技術では、画像書き込み時の主走査方向に直線状に並ぶ多数の発光素子を１つおき又は数個おきに間引き点灯させてマーカー画像を形成するため、発光素子の位置を特定するにあたって、マーカー画像を読み取るときのサンプリングデータ数やサンプリングデータを用いた演算回数が多くなる。そのため、光書き込みヘッドの光量補正にかかる処理時間が長くなってしまう。また、奇数番目又は偶数番目の発光素子を点灯させてマーカー画像を形成する場合は、高密度記録に対応するために光書き込みヘッドの発光素子間隔が狭くなるにしたがって、マーカー画像を構成するラインの判別が困難になるとともに、マーカー画像を精度良く読み取るために高い読取解像度を有する高価な読取装置を用意する必要がある。

本発明に係る画像形成装置は、複数の発光素子を有する発光素子アレイチップを画像書き込み時の主走査方向に複数並べて配置してなる光書き込みヘッドと、複数の発光素子を点灯させて記録媒体上に濃度測定用の濃度パターン画像を形成するための濃度パターンデータを生成する濃度パターン生成手段と、複数の発光素子のうち、発光素子アレイチップの端部に配置された発光素子を点灯させて記録媒体上にマーキング画像を形成するためのマーキングパターンデータを生成するマーキングパターン生成手段とを備え、濃度パターンデータとマーキングパターンデータとに基づいて光書き込みヘッドを駆動することにより、記録媒体上に濃度パターン画像とマーキング画像とを並べて形成するものである。

本発明に係る画像形成装置においては、濃度パターン生成手段によって生成された濃度パターンデータとマーキングパターン生成手段によって生成されたマーキングパターンデータとに基づいて光書き込みヘッドを駆動することにより、主走査方向に並ぶ複数の発光素子アレイチップの境界部で発光素子の発光位置を示すマーキング画像が記録媒体上に濃度パターンと並んで形成される。そのため、発光素子アレイチップの境界部で濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子の発光位置との対応関係を正確に特定することが可能となる。また、濃度測定位置を特定するためのサンプリングデータ数と、そのサンプリングデータを用いた位置特定のための演算回数を低減することが可能となる。

本発明によれば、高価な高解像度読取装置を使用しなくても、光書き込みヘッドの光量補正を適切に行えるとともに、当該光量補正にかかる処理時間を短縮することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明が適用される画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。図において、感光体ドラム１は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるものである。感光体ドラム１の周囲には、ドラム回転方向にしたがって帯電器２、光書き込みヘッド３、現像器４、転写ロール５が順に配置されている。

帯電器２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電するものである。光書き込みヘッド３は、帯電器２によって一様に帯電された感光体ドラム１の表面に選択的に光を照射することにより、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成するものである。現像器４は、光書き込みヘッド３によって感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像するものである。

転写ロール５は、現像器４によって現像されたトナー像を、給紙トレイ６から給紙された用紙（記録媒体）７に転写するものである。トナー像が転写された用紙７は、感光体ドラム１と転写ロール５の間（ニップ部分）を抜けた後、定着器８に送られる。定着器８は、転写ロール７によって用紙７に転写されたトナー像を、加熱及び加圧作用によって用紙７に定着させるものである。

一般に、光書き込みヘッド３は、複数の発光素子を有する発光素子アレイチップ（半導体チップ）を、例えば実装基板上に複数並べて配置することにより、各々の発光素子アレイチップに対応する複数の発光素子同士を画像書き込み時の主走査方向に沿って略直線状に配列した構成となっている。ただし、複数の発光素子アレイチップを単に一列に配置しただけでは、１つの発光素子アレイチップ内での素子間隔と、主走査方向で隣り合う発光素子アレイチップ間での素子間隔が異なるものとなる。そのため、実装基板上においては、画像書き込み時の副走査方向に発光素子アレイチップの位置を交互にずらしながら、主走査方向で発光素子アレイチップの一部を重ねて配列する、いわゆる千鳥配列が採用されている。ちなみに、画像書き込み時の主走査方向とは、光書き込みヘッド３で感光体ドラム１の表面に静電潜像を書き込むときの走査方向をいい、この走査方向は感光体ドラム１の中心軸方向に沿う方向となる。

図２は光書き込みヘッドに採用される千鳥配列の具体例を示す図である。図においては、画像書き込み時の主走査方向をｘ方向とし、これに直交する副走査方向をｙ方向としている。各々の発光素子アレイチップ９は、一定間隔で直線状に配列された複数の発光素子１０を有するものである。各々の発光素子１０は、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)によって構成されるものである。各々の発光素子アレイチップ９内において、互いに隣り合う２つの発光素子１０の間隔は全て同じ間隔ｐに設定されている。また、複数の発光素子アレイチップ９は、互いにｙ方向に位置をずらしてチップ両端部をｘ方向で重ね合わせた千鳥状に配列されている。こうした千鳥配列を採用することにより、ｘ方向の一端部から他端にわたって全ての発光素子１０の間隔が同じ間隔（ｐ＝ｘ₁ ＝ｘ₂ ＝ｘ₃ ）に設定されている。なお、図２においては、図面表示の簡略化のために、各々の発光素子アレイチップ９に１０個ずつ発光素子１０を形成した例を示しているが、一般にチップ１個当たり発光素子１０の形成個数は数十個〜数百個の範囲内で設定される。

図３は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図において、画像処理部１１は、画像形成の対象（プリント対象）となる画像データに所定の画像処理（例えば、色変換、色補正、階調補正、拡大縮小、スクリーン生成などの処理）を施すものである。パターン生成部１２は、光書き込みヘッド３の光量補正に適用されるパターンデータを生成するものである。ヘッドドライバ１３は、画像処理部１１で画像処理された画像データやパターン生成部１２で生成されたパターンデータにしたがって光書き込みヘッド３を駆動するものである。また、ヘッドドライバ１３では、画像形成時に適用すべき処理モードが通常の画像形成モードに設定されている場合は、画像処理部１１で画像処理された画像データにしたがって光書き込みヘッド３を駆動し、光書き込みヘッド３の光量補正のために設けられた光量補正モードに設定されている場合は、パターン生成部１２で生成されたパターンデータにしたがって光書き込みヘッド３を駆動する。処理モードの切り替えは、操作パネル等のユーザインタフェースを介して入力されたモード設定情報にしたがって行われる。

また、上述したパターン生成部１２は、濃度パターン生成部１４とマーキングパターン生成部１５とを有している。濃度パターン生成部１４は、画像書き込み時の主走査方向ｘに並べられた複数の発光素子アレイチップ９が備える複数の発光素子１０を点灯させて記録媒体上に濃度測定用の濃度パターン画像を形成するための濃度パターンデータを生成するものである。濃度パターンデータは、画像書き込み時の主走査方向ｘにおいて、予め設定された所定範囲内に含まれる全ての発光素子１０を一様に点灯させるパターンデータとなる。したがって、所定範囲内に含まれる各々の発光素子の光量が均一であれば、記録媒体上に形成される濃度パターン画像の濃度も均一なものとなるが、発光素子間に光量のバラツキがあれば、光量差が生じた部分で濃度パターン画像に線スジが現れる。

上述した所定範囲は、一方の最端部に配置された発光素子から他方の最端部に配置された発光素子までを含むように、つまり光書き込みヘッド３が備える全ての発光素子を含むように設定されていてもよいし、一部の発光素子、例えば、主走査方向の両端部とその近傍に配置された発光素子を除く、他の発光素子を含むように設定されていてもよい。ただし、所定範囲内に含まれる複数の発光素子は、複数の発光素子アレイチップ９に跨って配列されるものとする。また、濃度パターン生成部１４は、濃度パターン画像の濃度レベルが複数段階（例えば高、中、低の３段階）に分けて設定されている場合に、各々の濃度レベルに対応して上記所定範囲内の発光素子の発光強度を複数段階に変えたパターンデータを濃度パターンデータとして生成する。

これに対して、マーキングパターン生成部１５は、画像書き込み時の主走査方向ｘに並べられた複数の発光素子アレイチップ９がそれぞれ備える複数の発光素子１０のうち、各々の発光素子アレイチップ９の端部に配置された発光素子１０を点灯させて記録媒体上にマーキング画像を形成するためのマーキングパターンデータを生成するものである。発光素子アレイチップ９の端部とは、画像書き込み時の主走査方向（素子配列方向）ｘの端部、さらに詳しくは主走査方向ｘの最端部に配置された発光素子１０の近傍をいう。マーキングパターンデータは、画像書き込み時の副走査方向（記録媒体の搬送方向）において、上記濃度測定用の濃度パターン画像に隣接した位置にマーキング画像が形成されるように、濃度パターンデータの出力タイミングの前又は後に出力されるものとなる。マーキングパターンデータにしたがって記録媒体上に形成されるマーキング画像は、画像書き込み時の副走査方向ｙに沿うライン状（直線状）の画像となる。

また、マーキングパターンデータに基づく発光素子１０の点灯パターンは幾つか考えられる。第１の点灯パターンは、図４（Ａ）に示すように、画像書き込み時の主走査方向に並ぶ各々の発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂごとに、片側の最端部に配置された１個の発光素子１０Ａ，１０Ｂを点灯させるパターンである。この場合、主走査方向で隣り合う２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの重なり部分では、１個の発光素子１０Ａが点灯することになる。

第２の点灯パターンは、図４（Ｂ）に示すように、画像書き込み時の主走査方向に並ぶ各々の発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂごとに、両側の最端部に配置された１個の発光素子１０Ａ，１０Ｂを点灯させるパターンである。この場合、主走査方向で隣り合う２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの重なり部分では、主走査方向で隣り合う２個の発光素子１０Ａ，１０Ｂが点灯することになる。

第３の点灯パターンは、図４（Ｃ）に示すように、画像書き込み時の主走査方向に並ぶ各々の発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂごとに、片側の最端部に並んで配置された２個の発光素子１０Ａ，１０Ｂを点灯させるパターンである。この場合、主走査方向で隣り合う２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの重なり部分では、主走査方向で隣り合う２個の発光素子１０Ａが点灯することになる。

このうち、第１の点灯パターンのように、２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの重なり部分で１個の発光素子１０Ａを点灯させて形成されるマーキング画像では、発光素子間隔が狭い高解像度の装置でマーキングのライン幅が小さすぎて（ラインが細すぎて）、画像読取時に判別が困難になることも予想される。そうした場合は、第２の点灯パターンや第３の点灯パターンのように、主走査方向で隣り合う２個（又はそれ以上でも可）の発光素子１０Ａ，１０Ｂを点灯させることにより、所望のライン幅（太さ）でマーキング画像が形成されるようにすればよい。また、図示はしないが、他の点灯パターンとしては、各々の発光素子アレイチップ９の最端部に配置された発光素子１０を発光させると同時に、当該最端部の発光素子１０からチップ長手方向の中心側に１個又は数個の発光素子１０を隔てた位置に配置された発光素子１０を発光させるパターンも考えられる。

上記構成からなる画像形成装置において、画像形成時に適用すべき処理モードが光量補正モードに設定された場合は、パターン生成部１２がパターンデータを生成するとともに、このパターンデータにしたがってヘッドドライバ１３が光書き込みヘッド３を駆動する。その際、パターン生成部１２において、濃度パターン生成部１４は濃度パターンデータを生成し、マーキングパターン生成部１５はマーキングパターンデータを生成する。

図５はパターン生成部１２からのパターンデータの出力タイミングを示す図である。まず、マーキングパターン生成部１４から第１のマーキングパターンデータを所定の期間Ｔ１にわたって出力する。次に、所定の空白期間ＢＫ１をおいて、濃度パターン生成部１５から第１の濃度レベルとして、例えば高濃度レベルに対応する第１の濃度パターンデータを所定の期間Ｔ２にわたって出力する。次に、所定の空白期間ＢＫ２をおいて、濃度パターン生成部１５から第２の濃度レベルとして、例えば中濃度レベルに対応する第２の濃度パターンデータを所定の期間Ｔ３（＝Ｔ２）にわたって出力する。次に、所定の空白期間ＢＫ３（＝ＢＫ２）をおいて、濃度パターン生成部１５から第３の濃度レベルとして、例えば低濃度レベルに対応する第３の濃度パターンデータを所定の期間Ｔ４（＝Ｔ３）にわたって出力する。次いで、所定の空白期間ＢＫ４（＝ＢＫ１）をおいて、マーキングパターン生成部１４から第２のマーキングパターンデータを所定の期間Ｔ５（＝Ｔ１）にわたって出力する。

以上のような出力タイミングにしたがってパターン生成部１２からパターンデータ（濃度パターンデータ、マーキングパターンデータ）を生成し、このパターンデータにしたがってヘッドドライバ１３が光書き込みヘッド３を駆動することにより、光量補正用のテストチャートとなる記録媒体上には、図６に示すように濃度パターン画像とマーキング画像が並んで形成される。図において、画像書き込み時の副走査方向となるｙ方向には、上記第１のマーキングパターンデータに対応する第１のマーキング画像ＭＧ１と、上記第１の濃度パターンデータに対応する第１の濃度パターン画像ＮＧ１と、上記第２の濃度パターンデータに対応する第２の濃度パターンデータＮＧ２と、上記第３の濃度パターンデータに対応する第３の濃度パターン画像ＮＧ３と、上記第２のマーキングパターンデータに対応する第２のマーキング画像ＭＧ２が順に並んで形成されている。

以上のように出力されたテストチャートを用いて光書き込みヘッド３の光量補正を行う場合は、テストチャート上に形成された濃度パターン画像とマーキング画像をイメージスキャナ等の画像読取装置で読み取る必要がある。この画像読取装置は本発明に係る画像形成装置が備えるものであってもよいし、別途用意されたものであってもよい。また、原稿となるテストチャートをプラテンガラス等の原稿台にセット（載置）して、キャリッジ等の走査体の移動により原稿の画像を光学的に読み取る、いわゆるフラットベッドタイプの画像読取装置を使用する場合は、画像読み取り時の主走査方向が、画像書き込み時の主走査方向ｘに直交する方向、つまり画像書き込み時の副走査方向ｙに一致する向きで、テストチャートを原稿台にセットする。画像読み取り時の主走査方向とは、上記走査体の移動方向に直交する方向（画像読取センサの読取ライン方向）をいう。

図７は本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成例を示すブロック図である。図において、画像読取センサ１６は、原稿の画像を読み取るためのセンサであって、例えばＣＣＤラインセンサを用いて構成されるものである。アナログ回路部１７は、画像読取センサ１６から出力された画像データをアナログ処理（例えば、サンプルホールド、自動ゲイン調整、自動オフセット調整など）する回路を含むものである。デジタル回路部１８は、アナログ回路部１７でアナログ処理された画像データをデジタル処理（例えば、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、ギャップ補正など）する回路を含むものである。画像処理部１９は、デジタル回路部１８でデジタル処理された画像データに画像処理を施すものである。なお、画像処理部１９については、本発明に係る画像形成装置が画像読取装置を備える複写機等であれば、上述した画像処理部１１と同一のものとなる。

画像処理部１９は、通常のスキャンモードに対応した基本的な画像処理機能の他に、光書き込みヘッドの光量補正のための処理機能部として、特定処理部２０と補正データ生成部２１とを備えている。特定処理部２０は、画像読取センサ１６を用いてテストチャート上の画像（濃度パターン画像、マーキング画像）を読み取ったときに得られる画像データを用いて、濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子１０の発光位置との対応関係を特定するものである。補正データ生成部２１は、特定処理部２０で特定された対応関係に基づいて、光書き込みヘッド３の光量補正データを生成するものである。

さらに詳述すると、特定処理部２０では、濃度パターン画像の濃度測定位置をマーキング画像を参照して特定する。マーキング画像は、画像書き込み時の主走査方向ｘにおいて、それぞれ隣り合う２つの発光素子アレイチップ９の境界部で発光素子１０の発光位置を示すものとなる。

例えば、上記図４（Ａ）に示すように、画像書き込み時の主走査方向ｘで隣り合う２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂごとに、上記第１の点灯パターンに対応するマーキングパターンデータにしたがってマーキング画像を形成した場合は、各々の発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂで片側の最端部に配置された１個の発光素子１０Ａ，１０Ｂが点灯するため、そのときの発光位置に対応して形成されるマーキング画像の位置は、上記２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの境界部で発光素子１０Ａ，１０Ｂの発光位置を示すものとなる。

また、上記図４（Ｂ）に示すように、画像書き込み時の主走査方向ｘで隣り合う２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂのうち、上記第２の点灯パターンに対応するマーキングパターンデータにしたがってマーキング画像を形成した場合は、各々の発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂで両側の最端部に配置された発光素子１０Ａ，１０Ｂが点灯するため、そのときの発光位置に対応して形成されるマーキング画像の位置は、上記２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの境界部で発光素子１０Ａ，１０Ｂの発光位置を示すものとなる。

また、上記図４（Ｃ）に示すように、画像書き込み時の主走査方向ｘで隣り合う２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂのうち、上記第３の点灯パターンに対応するマーキングパターンデータにしたがってマーキング画像を形成した場合は、各々の発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂで片側の最端部に並んで配置された２つの発光素子１０Ａ，１０Ｂが点灯するため、そのときの発光位置に対応して形成されるマーキング画像の位置は、上記２つの発光素子アレイチップ９Ａ，９Ｂの境界部で発光素子１０Ａ，１０Ｂの発光位置を示すものとなる。

したがって、画像書き込み時の主走査方向ｘにおいては、チップ１個単位の刻み幅でマーキング画像が形成されることになる。その場合、例えば、主走査方向ｘに並ぶ個々の発光素子アレイチップ９にそれぞれチップ識別情報（例えば、チップ番号）を付与し、このチップ識別情報をチップ識別パターン画像としてマーキング画像の刻み幅内（主走査方向ｘで隣り合うマーキングのライン間）に形成することもできる。こうしたチップ識別パターン画像をマーキング画像とともに記録媒体に形成すれば、電気的なトラブル（例えば、ボンディング不良、断線、ショート等）などで光量が基準値から著しく変動（増減）した発光素子アレイチップ９が存在し、これによって濃度パターン画像の濃度が許容値を外れた場合に、その原因となった発光素子アレイチップ９を容易に特定することができる。

一方、発光素子アレイチップ９は、半導体ウエハの状態で周知の半導体製造プロセスにより製造されるため、１つの発光素子アレイチップ９に形成される複数（数十個〜数百個）の発光素子１０の発光特性および発光間隔はきわめて均一なものとなる。これに対して、各々の発光素子アレイチップ９を実装する位置精度は比較的悪いため、互いの間隔は必ずしも均一ではない。また発光素子アレイチップ９を実装するボンディング状態にもばらつきがあり、電気的な特性（抵抗やキャパシタンス等）にも違いが生じる。そのため、光書き込みヘッド３の光量のバラツキは、１つの発光素子アレイチップ９内では発生しにくく、各々の発光素子アレイチップ９間で主に発生する。したがって、上記図６に示すテストチャートにおいて、発光素子１０の光量差によって各々の濃度パターン画像ＮＧ１，ＮＧ２，ＮＧ３に現れる線スジ（濃度の段差部）は、画像書き込み時の主走査方向ｘにおいて、当該主走査方向ｘに並ぶ各々の発光素子アレイチップ９の境界部のいずれかに発生することが多い。

このことから、画像書き込み時の主走査方向ｘに並ぶ各々の発光素子アレイチップ９の境界部の位置をそれぞれマーキング画像ＭＧ１，ＭＧ２で示すことにより、光書き込みヘッド３の光量補正を行う上で最も重要となる線スジの発生箇所とその原因となった発光素子１０の位置を正確に特定することができる。具体的には、図８に示すように、一方のマーキング画像ＭＧ１と他方のマーキング画像ＭＧ２の間で、互いに対応するマーキング画像（ライン画像）同士を仮想直線（図中、二点鎖線）で結び、この仮想直線上で各々の濃度パターン画像ＮＧ１，ＮＧ２，ＮＧ３の濃度を１点又は多点にわたって測定するとともに、その濃度測定位置を画像書き込み時の主走査方向ｘで発光素子１０の発光位置と対応付けることにより、各々の発光素子アレイチップ９の境界部で濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子１０の発光位置を正確に対応付けることができる。

また、画像書き込み時の主走査方向ｘで隣り合う２つのマーキング画像の間では、それら２つのマーキング画像の間隔を、その間に介在する発光素子数で均等割りすることにより、濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子１０の発光位置を対応付けることができる。この場合は、マーキング画像形成に寄与した発光素子を除いて、発光素子アレイチップ９内の発光素子１０の発光位置を演算で推定するため、濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子１０の発光位置との対応付けに若干の誤差が生じることも考えられるが、同一チップ内では発光素子１０の間隔がきわめて均一であることから、精度上、特に問題となることはない。

一方、補正データ生成部２１では、特定処理部２０で特定した対応関係に基づいて、各々の発光素子アレイチップ９間で発光素子１０による濃度差が最小（好ましくはゼロ）となる条件で、光書き込みヘッド３の光量補正データを生成する。光量補正データは、例えば、発光素子１０の１画素あたりの発光時間を決める駆動パルスの長さや、１画素あたりの発光強度を決める駆動電流の大きさなどを変更するデータとして生成される。光書き込みヘッド３の構成上、発光素子１０の光量は発光素子単位で調整可能であるが、発光素子１０の光量差は発光素子アレイチップ９間で主に生じることから、発光素子アレイチップ９単位で光量補正データを生成すれば発光素子アレイチップ９間の線スジだけを補正することができる。さらに実際の濃度パターン画像ＮＧ１，ＮＧ２，ＮＧ３には、発光素子アレイチップ９間の光量差に加えて、光書き込みヘッド３に装着されている図示されないレンズアレイユニットでの主走査方向ｘのばらつきや、感光体ドラム１の欠陥等が原因となる不規則な線スジが重畳されて現れる事がある。このような場合では各々の発光素子アレイチップ９の内部も含めて、すべての濃度差を最小（好ましくはゼロ）となる条件で光書き込みヘッド３の光量補正データを生成すればよく、こうすることで、総合的に全ての線スジを補正することができる。

以上の画像読取装置においては、光量補正用テストチャート（図６参照）に発光素子アレイチップ９単位の刻みで形成されたマーキング画像ＭＧ１，ＭＧ２を読み取り、このマーキング画像ＭＧ１，ＭＧ２を利用して、濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子１０の発光位置との対応関係を特定処理部２０で特定するため、従来のように発光素子を１つおき又は数個おきに間引き点灯させてマーカー画像を形成する場合に比較して、濃度測定位置を特定するためのサンプリングデータ数を大幅に減らすことができる。これにより、サンプリングデータを用いた位置特定のための演算回数も少なくなるため、光書き込みヘッドの光量補正にかかる処理時間を大幅に短縮することができる。また、画像書き込み時の主走査方向ｘに隣り合う２つの発光素子アレイチップ９の境界部で、濃度パターン画像の濃度測定位置と発光素子１０の発光位置との対応関係を精度良く特定することができる。また、マーカー画像を構成するラインの太さを任意に変えられるため、高価な高解像度読取装置を用意する必要もない。さらに、上述した画像読取装置を光書き込みヘッドの光量補正装置として具現化することもできる。

なお、上記実施形態においては、図６に示すテストチャート上で、互いに隣り合う３つの濃度パターン画像ＮＧ１，ＮＧ２，ＮＧ３を２つのマーキング画像ＭＧ１，ＭＧ２で副走査方向ｙの両側から挟むように、各々の画像を並べて形成するものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、濃度パターン画像ＮＧ１，ＮＧ２の間、及び濃度パターン画像ＮＧ２，ＮＧ３の間に、それぞれ同様のマーキング画像を追加して形成するものであってもよいし、２つのマーキング画像ＭＧ１，ＭＧ２のうちの一方だけを形成するものであってもよい。さらに、一方のマーキング画像ＭＧ１の刻み幅（チップ１個単位の刻み幅）に対して、他方のマーキング画像ＭＧ２をそれよりも広い刻み幅（チップ複数個単位の刻み幅）で形成するものであってもよい。また濃度パターン画像ＮＧ１，ＮＧ２，ＮＧ３は３つに限らず、ＮＧ１だけ、あるいはＮＧ１とＮＧ２としてもよく、必要であれば４つ以上の濃度パターンを配置するものであってもよい。

本発明が適用される画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。 光書き込みヘッドに採用される千鳥配列の具体例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 マーキングパターンデータに基づく発光素子の点灯パターンの具体例を示す図である。 パターンデータの出力タイミングを示す図である。 テストチャート上に形成される画像の具体例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成例を示すブロック図である。 濃度測定位置の発光位置の対応関係を特定する方法を説明する図である。

符号の説明

１…感光体ドラム、３…光書き込みヘッド、９，９Ａ，９Ｂ…発光素子アレイチップ、１０，１０Ａ，１０Ｂ…発光素子、１１…画像処理部、１２…パターン生成部、１３…ヘッドドライバ、１４…濃度パターン生成部、１５…マーキングパターン生成部、１６，１９…画像読取センサ、１７…アナログ回路部、１８…デジタル回路部、２０…特定処理部、２１…補正データ生成部

Claims (4)

1. それぞれ主走査方向に並べられた複数の発光素子を有し、副走査方向に位置を交互にずらしながら主走査方向で一部を重ねて２列に配置された複数の発光素子アレイチップから構成される光書き込みヘッドと、
   前記複数の発光素子を点灯させて記録媒体上に濃度測定用の濃度パターン画像を形成するための複数の濃度パターンデータを生成する濃度パターン生成手段と、
   前記複数の発光素子のうち、前記発光素子アレイチップの端部に配置された発光素子を点灯させて、前記濃度パターンデータよりも少ない数のマーキング画像を前記記録媒体上に形成するためのマーキングパターンデータを生成するマーキングパターン生成手段と
   を備え、
   前記濃度パターンデータと前記マーキングパターンデータとに基づいて前記光書き込みヘッドを駆動することにより、前記記録媒体上に前記濃度パターン画像と前記マーキング画像とを並べて形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体上に形成された前記濃度パターン画像と前記マーキング画像とを読み取る読取手段と、
   前記読取手段で読み取られた画像データを用いて、前記濃度パターン画像の濃度測定位置と前記発光素子の発光位置との対応関係を特定する特定手段と、
   前記特定手段で特定された対応関係に基づいて、前記光書き込みヘッドの光量補正データを生成する補正データ生成手段と
   を具備することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. それぞれ主走査方向に並べられた複数の発光素子を有し、副走査方向に対して位置を交互にずらしながら２列に配置された複数の発光素子アレイチップから構成される光書き込みヘッドを備える画像形成装置を用いて、前記光書き込みヘッドの光量補正用テストチャートを出力する方法であって、
   前記複数の発光素子を点灯させて記録媒体上に濃度測定用の濃度パターン画像を形成するための複数の濃度パターンデータを生成する濃度パターン生成工程と、
   前記複数の発光素子のうち、前記発光素子アレイチップの端部に配置された発光素子を点灯させて、前記濃度パターンデータよりも少ない数のマーキング画像を前記記録媒体上に形成するためのマーキングパターンデータを生成するマーキングパターン生成工程と、
   前記濃度パターンデータと前記マーキングパターンデータとに基づいて前記光書き込みヘッドを駆動することにより、前記記録媒体上に前記濃度パターン画像と前記マーキング画像とを並べて形成する画像形成工程と
   を有することを特徴とする光量補正用テストチャートの出力方法。
4. 請求項３記載の光量補正用テストチャートの出力方法によって前記記録媒体上に形成された前記濃度パターン画像と前記マーキング画像とを読み取る読取手段と、
   前記読取手段で読み取られた画像データを用いて、前記濃度パターン画像の濃度測定位置と前記発光素子の発光位置との対応関係を特定する特定手段と、
   前記特定手段で特定された対応関係に基づいて、前記光書き込みヘッドの光量補正データを生成する補正データ生成手段と
   を具備することを特徴とする光書き込みヘッドの光量補正装置。

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